Керування вологозабезпеченістю сільськогосподарських культур при крапельному зволоженні на основі нечіткої логіки

Abstract

Системи крапельного зрошення широко використовуються для вирощування різноманітних сільськогосподарських культур як у теплицях, так і на відкритих ділянках різного розміру, від невеликих приватних садових ділянок до фермерських господарств. Особливість даного типу зрошення у тому, що вода повільно подається краплями або струменями у заданий час і у заданій кількості безпосередньо до коренів кожної рослини. При цьому витрата води зменшується на 20-50% у порівнянні з поверхневим поливом і дощуванням, попереджається надлишковий полив і внаслідок цього підняття рівня ґрунтових вод та засолення ґрунту, не ущільнюється верхня частина ґрунту, знижується рівень розростання бур'яну. При проведенні зрошення необхідно враховувати вплив випадково змінних погодних факторів і щоденно коригувати поливну норму. Структурна схема автоматизованої системи керування (АСК) вологозабезпеченістю модульної ділянки за допомогою крапельного зрошення являє собою комбіновану систему керування з регулятором, який складається з двох послідовно з'єднаних ланок. Перша ланка визначає допустиму частку недополиву рослин у відсотках, враховуючи дані метеопрогнозу на наступний день. Очевидно, що допустима частка недополиву буде тим більша, чим більше значення прогнозованих опадів. Друга ланка обраховує завдання всмоктуючого тиску (вологості) на поточний день, враховуючи рекомендації першого регулятора, і подає керуючі впливи на виконавчі механізми. Метою статті є розробка методу керування вологістю ґрунту за допомогою крапельного зрошення на основі нечіткої логіки. Для визначення частки недополиву використано алгоритми нечіткої логіки. В якості вхідної змінної використовуються дані метеопрогнозу по опадах на наступний день. Вихідною змінною є допустима частка недополиву рослин на поточний день. Запропонована АСК вологозабезпеченістю сільськогосподарських культур при крапельному зрошенні дозволяє підвищити точність керування вологістю завдяки оперативному врахуванню змінних збурень на об'єкт і забезпечити отримання планової врожайності при раціональному використанні енергетичних і водних ресурсів. Напрямком подальших досліджень слід вважати розробку концепції застосування інтелектуальних методів підтримки прийняття рішень в умовах багатокритеріальності в задачах оптимального керування вологозабезпеченістю сільськогосподарських культур. Це дозволить економити водні та енергетичні ресурси з одночасним забезпеченням отримання планового врожаю.